JP5919434B2 - 内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両における内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法に関する。
車両に搭載された内燃機関を始動する際に発生する振動を抑制する技術が、特許文献1〜3に開示されている。特許文献1には、エンジンのピストンの前回停止位置の違いによって防振装置の自励振動が発生する期間が長くなることを抑制することが可能なエンジン始動制御装置が開示されている。また、特許文献2には、エンジン始動時における加速性能と制振性能とを両立させたパラレル式ハイブリッド車両の内燃機関の始動制御装置が開示されている。当該ハイブリッド車両はエンジン停止モードを有し、始動制御装置は、エンジン始動時、燃料噴射を開始するエンジン回転速度をエンジンの目標トルクに応じて変更する。また、特許文献3には、エンジン始動に伴う振動を低減しつつ、エンジン出力を応答性良く増大できるエンジン制御方法が開示されている。
上記説明した特許文献1〜3に開示された各技術は、内燃機関を始動する際に車両が停止した状態であれば、有効な手法である。しかし、駆動源として電動機及び内燃機関を備えたHEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)に当該技術を適用しても、HEVが加速走行時又は減速走行時であると、内燃機関を始動した際の制振性は低下する。
図11の(a)はクルーズ走行時のHEVに搭載された内燃機関の状態を示す図であり、(b)はクルーズ走行時に内燃機関が始動されたときの当該内燃機関の振動及び車体の振動を示すグラフである。図11(a)に示すように、HEV10に搭載された内燃機関11は、防振機能を有するエンジンマウント12を介して車体13に連結されている。なお、図11(a)では、内燃機関11と車体13をつなぐバネがエンジンマウント12の防振機能を表している。HEV10がクルーズ走行時、内燃機関11には進行方向に大きな力が加わらない。したがって、HEV10がクルーズ走行時に内燃機関11を始動しても、図11(b)に示すように、内燃機関11で発生した振動はエンジンマウント12によって吸収され、車体13での振動は小さい。
しかし、HEV10が加速走行時又は減速走行時、内燃機関11には進行方向又は進行方向とは逆の方向に大きな力が加わる。図12の(a)は加速走行時又は減速走行時のHEVに搭載された内燃機関の状態を示す図であり、(b)は加速走行時又は減速走行時に内燃機関が始動されたときの当該内燃機関の振動及び車体の振動を示すグラフである。図12(a)に示すように、HEV10が加速走行時には、内燃機関11に対してHEV10の進行方向とは逆の方向に力がかかり、内燃機関11がエンジンマウント12を介して車体13に押しつけられる。逆に、HEV10が減速走行時には、内燃機関11に対してHEV10の進行方向に力がかかり、内燃機関11がエンジンマウント12を介して車体13に押しつけられる。
内燃機関11に力がかかったために縮んだエンジンマウント12は防振機能が低下する。したがって、HEV10が加速走行時又は減速走行時に内燃機関11を始動すると、図12(b)に示すように、内燃機関11で発生した振動はエンジンマウント12によって吸収されず、車体13に伝搬してしまう。その結果、車体13の振動をHEV10の運転者が感じてしまい、運転者にとっての車両の快適性の評価基準であるNV(Noise Vibration)性能の向上が図れない。
本発明の目的は、ハイブリッド車両における内燃機関の始動又は停止によるNV性能の低下を抑制可能な内燃機関制御装置及び内燃機関制御方法を提供することである。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の内燃機関制御装置は、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器(例えば、実施の形態での蓄電器101)と、内燃機関(例えば、実施の形態での内燃機関109)及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機(例えば、実施の形態での発電機111)を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部(例えば、実施の形態でのAPU121)と、前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機(例えば、実施の形態での電動機107)と、前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体(例えば、実施の形態での車体127)に連結するための、防振機能を有するマウント部(例えば、実施の形態でのエンジンマウント125)と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御装置であって、前記発電部の作動の要否を判断する発電部作動判断部(例えば、実施の形態でのAPU作動判断部151)と、前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出するマウント変位量導出部(例えば、実施の形態でのマウント変位量導出部153)と、前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量導出部によって導出された前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の始動を禁止する内燃機関制御部(例えば、実施の形態での内燃機関作動制御部155)と、を備え、前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の始動を許可することを特徴としている。
さらに、請求項2に記載の発明の内燃機関制御装置では、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器(例えば、実施の形態での蓄電器101)と、内燃機関(例えば、実施の形態での内燃機関109)及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機(例えば、実施の形態での発電機111)を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部(例えば、実施の形態でのAPU121)と、前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機(例えば、実施の形態での電動機107)と、前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体(例えば、実施の形態での車体127)に連結するための、防振機能を有するマウント部(例えば、実施の形態でのエンジンマウント125)と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御装置であって、前記発電部の作動の要否を判断する発電部作動判断部(例えば、実施の形態でのAPU作動判断部151)と、前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出するマウント変位量導出部(例えば、実施の形態でのマウント変位量導出部153)と、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量導出部によって導出された前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の停止を禁止する内燃機関制御部(例えば、実施の形態での内燃機関作動制御部155)と、を備えたことを特徴としている。
さらに、請求項3に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下であれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴としている。
さらに、請求項4に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過すれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴としている。
さらに、請求項5に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴としている。
さらに、請求項6に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記所定値は、前記ハイブリッド車両の走行速度が大きいほど高いことを特徴としている。
さらに、請求項7に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記所定値は、前記ハイブリッド車両が走行する路面の勾配が大きいほど高いことを特徴としている。
さらに、請求項8に記載の発明の内燃機関制御装置では、前記内燃機関制御部は、前記ハイブリッド車両におけるエネルギー消費状態が高いとき、前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合には前記マウント変位量によらず前記内燃機関の始動を許可することを特徴としている。
さらに、請求項9に記載の発明の内燃機関制御装置では、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器(例えば、実施の形態での蓄電器101)と、内燃機関(例えば、実施の形態での内燃機関109)及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機(例えば、実施の形態での発電機111)を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部(例えば、実施の形態でのAPU121)と、前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機(例えば、実施の形態での電動機107)と、前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体(例えば、実施の形態での車体127)に連結するための、防振機能を有するマウント部(例えば、実施の形態でのエンジンマウント125)と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御方法であって、前記発電部の作動の要否を判断し、前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出し、前記発電部の作動が必要と判断した場合、前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の始動を禁止し、前記発電部の作動が必要と判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の始動を許可することを特徴としている。
さらに、請求項10に記載の発明の内燃機関制御装置では、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器(例えば、実施の形態での蓄電器101)と、内燃機関(例えば、実施の形態での内燃機関109)及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機(例えば、実施の形態での発電機111)を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部(例えば、実施の形態でのAPU121)と、前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機(例えば、実施の形態での電動機107)と、前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体(例えば、実施の形態での車体127)に連結するための、防振機能を有するマウント部(例えば、実施の形態でのエンジンマウント125)と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御方法であって、前記発電部の作動の要否を判断し、前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出し、前記発電部の作動が不要と判断した場合、前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の停止を禁止することを特徴としている。
請求項1及び3〜8に記載の発明の内燃機関制御装置、並びに、請求項9に記載の発明の内燃機関制御方法によれば、ハイブリッド車両の駆動エネルギーが大きくNVレベルが大きいときに内燃機関を始動するため、ハイブリッド車両における内燃機関の始動によるNV性能の低下を抑制できる。
請求項2〜8に記載の発明の内燃機関制御装置及び請求項10に記載の発明の内燃機関制御方法によれば、ハイブリッド車両における内燃機関の停止によるNV性能の低下を抑制できる。
請求項4に記載の発明の内燃機関制御装置によれば、マウント変位量がしきい値に安定した状態で、内燃機関を停止することができる。
請求項5に記載の発明の内燃機関制御装置によれば、ハイブリッド車両の駆動エネルギーが大きくNVレベルが大きいときに内燃機関を停止するため、NV性能の低下を抑制することができる。
請求項2〜8に記載の発明の内燃機関制御装置及び請求項10に記載の発明の内燃機関制御方法によれば、ハイブリッド車両における内燃機関の停止によるNV性能の低下を抑制できる。
請求項4に記載の発明の内燃機関制御装置によれば、マウント変位量がしきい値に安定した状態で、内燃機関を停止することができる。
請求項5に記載の発明の内燃機関制御装置によれば、ハイブリッド車両の駆動エネルギーが大きくNVレベルが大きいときに内燃機関を停止するため、NV性能の低下を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
HEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び/又は内燃機関の駆動力によって走行する。HEVには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の2種類がある。シリーズ方式のHEVは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。
なお、シリーズ方式のHEVは、「EV走行」又は「シリーズ走行」を行う。EV走行モードでは、HEVは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、シリーズ走行モードでは、HEVは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。
パラレル方式のHEVは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の動力によって走行する。上記両方式を複合したシリーズ/パラレル方式のHEVも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを切断又は締結する(断接する)ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。
(第1の実施形態)
図1は、シリーズ方式のHEVの内部構成を示すブロック図である。図1に示すように、シリーズ方式のHEV(以下、単に「車両」という)は、蓄電器(BATT)101と、コンバータ(CONV)103と、第1インバータ(第1INV)105と、電動機(Mot)107と、内燃機関(ENG)109と、発電機(GEN)111と、第2インバータ(第2INV)113と、ギアボックス(以下、単に「ギア」という。)115と、車速センサ117と、マネジメントECU(MG ECU)119とを備える。なお、図1中の点線の矢印は値データを示し、実線の矢印は指示内容を含む制御信号を示す。以下の説明では、内燃機関109、発電機111及び第2インバータ113をまとめて「補助動力部(APU:Auxiliary Power Unit)121」と呼ぶ。
図1は、シリーズ方式のHEVの内部構成を示すブロック図である。図1に示すように、シリーズ方式のHEV(以下、単に「車両」という)は、蓄電器(BATT)101と、コンバータ(CONV)103と、第1インバータ(第1INV)105と、電動機(Mot)107と、内燃機関(ENG)109と、発電機(GEN)111と、第2インバータ(第2INV)113と、ギアボックス(以下、単に「ギア」という。)115と、車速センサ117と、マネジメントECU(MG ECU)119とを備える。なお、図1中の点線の矢印は値データを示し、実線の矢印は指示内容を含む制御信号を示す。以下の説明では、内燃機関109、発電機111及び第2インバータ113をまとめて「補助動力部(APU:Auxiliary Power Unit)121」と呼ぶ。
蓄電器101は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば100〜200Vの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ103は、蓄電器101の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第1インバータ105は、直流電圧を交流電圧に変換して3相電流を電動機107に供給する。また、第1インバータ105は、電動機107の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器101に充電する。
電動機107は、車両が走行するための動力を発生する。電動機107で発生したトルクは、ギア115を介して駆動軸123に伝達される。なお、電動機107の回転子はギア115に直結されている。また、電動機107は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機107で発電された電力は蓄電器101に充電される。内燃機関109は、車両がシリーズ走行する際に発電機111を駆動するために用いられる。内燃機関109は、発電機111の回転子に直結されている。また、内燃機関109は、防振機能を有するエンジンマウント125を介して車体127に連結されている。
エンジンマウント125の防振機能は、エンジンマウント125を構成するフレームの弾性(低剛性)、及び/又は、当該フレームに取り付けられたゴム又はバネ等のダンパ(damper)によって実現される。エンジンマウント125の防振機能によって、内燃機関109で発生した振動はエンジンマウント125で吸収され、車体127に伝達しない。
なお、本実施形態では、車両が加速走行時又は減速走行時に内燃機関109がエンジンマウント125を介して車体127に押しつけられたために、エンジンマウント125の伸縮性を有する部材が変形した際の伸縮長を「マウント変位量」という。マウント変位量は、車両が平地で停止した状態を基準とした、車両の進行方向に沿った軸上での長さである。
発電機111は、内燃機関109の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機111が発電した電力は、蓄電器101に充電されるか、電動機107に供給される。第2インバータ113は、発電機111が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第2インバータ113によって変換された電力は、蓄電器101に充電されるか、第1インバータ105を介して電動機107に供給される。
ギア115は、例えば5速相当の1段の固定ギアである。したがって、ギア115は、電動機107からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸123に伝達する。車速センサ117は、車両の走行速度(車速VP)を検出する。車速センサ117によって検出された車速VPを示す信号は、マネジメントECU119に送られる。
マネジメントECU119は、車速センサ117が検出した車速VP、車両の運転者のアクセルペダル操作に応じたアクセルペダル開度(AP開度)、車両の運転者のブレーキペダル操作に応じたブレーキ踏力、車両が走行する路面の勾配、及び蓄電器101の状態を示す残容量(SOC:State of Charge)を示す情報を取得する。また、マネジメントECU119は、車速VP及びAP開度に基づく要求出力の算出、並びに、電動機107及びAPU121の各制御等を行う。さらに、マネジメントECU119は、蓄電器101のSOC及び要求出力等に応じて、APU121の作動の要否を判断する。
また、マネジメントECU119は、AP開度の変化又はブレーキ踏力の変化による車速VPの変化に応じた加減速度からマウント変位量を導出する。
さらに、マネジメントECU119は、車両が走行する路面の勾配に応じてマウント変位量を補償しても良い。例えば、車両が登坂路を加速走行時、マネジメントECU119は、平地での加速走行時よりもマウント変位量が大きくなるよう、勾配に応じたマウント変位量の補償を行う。また、車両が下り坂を減速走行時、マネジメントECU119は、平地での加速走行時よりもマウント変位量が大きくなるよう、勾配に応じたマウント変位量の補償を行う。
図2は、マネジメントECU119の内部構成を示すブロック図である。図2に示すように、マネジメントECU119は、APU作動判断部151と、マウント変位量導出部153と、内燃機関作動制御部155とを有する。APU作動判断部151は、蓄電器101のSOC及び要求出力等に応じて、APU121の作動の要否を判断する。マウント変位量導出部153は、マウント変位量を導出する。内燃機関作動制御部155は、APU121の作動が必要又は不要とAPU作動判断部151が判断した場合、マウント変位量導出部153によって導出されたマウント変位量に応じて、APU121に含まれる内燃機関の始動又は停止を制御する。
(第1実施例:内燃機関109の始動)
図3は、第1の実施形態の車両がクルーズ走行から加速した際の車速VP、AP開度、APU作動要求フラグ、マウント変位量の絶対値、及びENG始動実行フラグの各変化の一例を示すグラフである。なお、図3中のENG始動要求フラグのグラフに示される太い実線は本実施形態で行われる制御の場合を示し、太い点線は従来行われていた制御の場合を示す。
図3は、第1の実施形態の車両がクルーズ走行から加速した際の車速VP、AP開度、APU作動要求フラグ、マウント変位量の絶対値、及びENG始動実行フラグの各変化の一例を示すグラフである。なお、図3中のENG始動要求フラグのグラフに示される太い実線は本実施形態で行われる制御の場合を示し、太い点線は従来行われていた制御の場合を示す。
図3に示すように、車両が一定車速でEV走行中にアクセルペダルが踏み込まれAP開度が上がると、マネジメントECU119は、要求出力の増加に応じて電動機107の出力を上げる。その結果、車速VPの変化に応じた加速度で車速VPが上がっていく。このとき、内燃機関109には車両の進行方向とは逆向きの加速度に応じた力が加わり、内燃機関109は、エンジンマウント125を介して車体127に強く押し付けられる。その結果、マウント変位量が図3に示すように変化する。
車両がEV走行時、マネジメントECU119のAPU作動判断部151は、蓄電器101のSOC、並びに、車速VP及びAP開度に基づいて算出した要求出力等に応じて、APU121の作動の要否を判断する。APU121の作動が必要と判断したAPU作動判断部151は、APU作動要求フラグを立てる(APU作動要求フラグ←1)。APU作動要求フラグを立てたマネジメントECU119において、マウント変位量がしきい値Mth+を超えていれば、内燃機関作動制御部155は、内燃機関109の始動を実行するか否かを示すENG始動実行フラグを立てない。すなわち、内燃機関作動制御部155は、マウント変位量がしきい値Mth+を超えていれば、APU作動要求フラグが立てられても内燃機関109の始動を禁止する。その後、加速度の低下によってマウント変位量がしきい値Mth+以下になれば、内燃機関作動制御部155は、ENG始動実行フラグを立てる(ENG始動実行フラグ←1)。こうして、内燃機関作動制御部155は、内燃機関109の始動を許可する。
図3に示した例では、時刻t10でAPU作動要求フラグは立つがマウント変位量がしきい値Mth+を超えているため、内燃機関作動制御部155はENG始動実行フラグを立てない。その後、時刻t11でマウント変位量がしきい値Mth+まで低下するため、内燃機関作動制御部155はENG始動実行フラグを立てる。
図4は、第1の実施形態の車両がEV走行時のマネジメントECU119の動作を示すフローチャートである。図4に示すように、マネジメントECU119の内燃機関作動制御部155は、APU作動要求フラグが立った(APU作動要求フラグ←1)か否かを判断し(ステップS101)、APU作動要求フラグが立ったと判断した際にはステップS103に進む。ステップS103では、内燃機関作動制御部155は、マウント変位量がしきい値Mth+以下か否かを判断し、「マウント変位量≦しきい値Mth+」であればステップS105に進み、「マウント変位量>しきい値Mth+」であればステップS103に戻る。ステップS105では、内燃機関作動制御部155は、ENG始動実行フラグを立てる(ENG始動実行フラグ←1)。
(第2実施例:内燃機関109の停止)
図5は、第1の実施形態の車両がクルーズ走行から減速した際の車速VP、ブレーキ踏力、APU作動要求フラグ、マウント変位量の絶対値、及びENG停止実行フラグの各変化の一例を示すグラフである。なお、図5中のENG始動要求フラグのグラフに示される太い実線は本実施形態で行われる制御の場合を示し、太い点線は従来行われていた制御の場合を示す。
図5は、第1の実施形態の車両がクルーズ走行から減速した際の車速VP、ブレーキ踏力、APU作動要求フラグ、マウント変位量の絶対値、及びENG停止実行フラグの各変化の一例を示すグラフである。なお、図5中のENG始動要求フラグのグラフに示される太い実線は本実施形態で行われる制御の場合を示し、太い点線は従来行われていた制御の場合を示す。
図5に示すように、車両が一定車速でシリーズ走行中にブレーキペダルが踏み込まれブレーキ踏力が上がると、マネジメントECU119は、機械ブレーキの作動又は電動機107の回生制御を行う。その結果、車速VPの変化に応じた減速度(負の加速度)で車速VPが下がっていく。このとき、内燃機関109には車両の進行方向と同じ向きの減速度に応じた力が加わり、内燃機関109は、エンジンマウント125を介して車体127に強く押し付けられる。その結果、マウント変位量が図5に示すように変化する。
車両がシリーズ走行時、マネジメントECU119のAPU作動判断部151は、蓄電器101のSOC、車速VP、AP開度及びブレーキ踏力等の操作による運転者からの車両への要求に基づいてAPU121の作動の要否を判断する。APU121の作動が不要と判断したAPU作動判断部151は、APU作動要求フラグを下ろす(APU作動要求フラグ←0)。APU作動要求フラグを下ろしたマネジメントECU119において、マウント変位量がしきい値Mth−を超えていれば、内燃機関作動制御部155は、内燃機関109の停止を実行するか否かを示すENG停止実行フラグを立てない。すなわち、内燃機関作動制御部155は、マウント変位量がしきい値Mth−を超えていれば、APU作動要求フラグが下ろされても内燃機関109の停止を禁止する。その後、減速度の低下によってマウント変位量がしきい値Mth−以下になれば、内燃機関作動制御部155は、ENG停止実行フラグを立てる(ENG停止実行フラグ←1)。こうして、内燃機関作動制御部155は、内燃機関109の停止を許可する。なお、内燃機関作動制御部155は、内燃機関109を停止する他、内燃機関109のトルクを低下させたり、内燃機関109の回転数を変更する制御を行っても良い。
図5に示した例では、時刻t20でAPU作動要求フラグは下りるがマウント変位量がしきい値Mth−を超えているため、内燃機関作動制御部155はENG停止実行フラグを立てない。その後、時刻t21でマウント変位量がしきい値Mth−まで低下するため、内燃機関作動制御部155はENG始動実行フラグを立てる。
図6は、第1の実施形態の車両がシリーズ走行時のマネジメントECU119の動作を示すフローチャートである。図4に示すように、マネジメントECU119の内燃機関作動制御部155は、APU作動要求フラグが下りた(APU作動要求フラグ←0)か否かを判断し(ステップS151)、APU作動要求フラグが下りたと判断した際にはステップS153に進む。ステップS153では、内燃機関作動制御部155は、マウント変位量がしきい値Mth−以下か否かを判断し、「マウント変位量≦しきい値Mth−」であればステップS155に進み、「マウント変位量>しきい値Mth−」であればステップS153に戻る。ステップS155では、内燃機関作動制御部155は、ENG停止実行フラグを立てる(ENG停止実行フラグ←1)。
以上説明したように、本実施形態での内燃機関109の始動又は停止は、マウント変位量がしきい値を超えていれば禁止され、当該始動又は停止のタイミングは、マウント変位量がしきい値以下のときに限られる。マウント変位量がしきい値以下であれば、内燃機関109の始動時又は停止時に発生した振動の多くはエンジンマウント125によって吸収され車体127には伝搬されない。したがって、内燃機関109の始動又は停止によってNV性能は低下しない。
(第2の実施形態)
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、マネジメントECU219の内燃機関作動制御部255の動作である。この点以外は第1の実施形態と同様であり、第1実施形態と同一又は同等部分に関する説明は簡略化又は省略する。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、マネジメントECU219の内燃機関作動制御部255の動作である。この点以外は第1の実施形態と同様であり、第1実施形態と同一又は同等部分に関する説明は簡略化又は省略する。
図7は、第2の実施形態の車両がクルーズ走行から加速した際の車速VP、AP開度、APU作動要求フラグ、マウント変位量の絶対値、及びENG始動実行フラグの各変化の一例を示すグラフである。なお、図7中のENG始動要求フラグのグラフに示される太い実線は本実施形態で行われる制御の場合を示し、太い点線は従来行われていた制御の場合を示す。
図7に示すように、第2の実施形態のマネジメントECU219の内燃機関作動制御部255は、時刻t10でAPU作動要求フラグは立つがマウント変位量がしきい値Mth+を超えているため、第1の実施形態と同様にENG始動実行フラグを立てない。その後、時刻t11でマウント変位量がしきい値Mth+まで低下するが、内燃機関作動制御部255は、「マウント変位量≦しきい値Mth+」の状態のまま時刻t11から所定期間が経過すれば、ENG始動実行フラグを立てる。
図8は、第2の実施形態の車両がEV走行時のマネジメントECU219の動作を示すフローチャートである。図8において、図4に示した第1の実施形態でのステップと共通するステップには同一符号が付され、当該ステップに関する説明は簡略化又は省略する。図8に示すように、ステップS103の判断で「マウント変位量≦しきい値Mth+」であればステップS201に進む。ステップS201では、マネジメントECU219の内燃機関作動制御部255は、「マウント変位量≦しきい値Mth+」の状態のまま所定期間が経過したか否かを判断し、所定期間が経過すればステップS105に進み、所定期間が経過していなければステップS103に戻る。
マネジメントECU219の内燃機関作動制御部255による上記制御は、第1の実施形態の第2実施例で説明した内燃機関109の停止タイミングの制御についても適用可能である。すなわち、内燃機関作動制御部255は、車両がシリーズ走行時にAPU作動要求フラグが下りても、マウント変位量がしきい値以下となり、この状態のまま所定期間が経過した際にENG停止実行フラグを立てる。
このように、本実施形態では、車両の運転者によるアクセルペダル若しくはブレーキペダルの操作又は走行路面の状態変化によるマウント変位量の頻繁な変化がなく、マウント変位量がしきい値Mth+以下に安定した状態で、内燃機関109を始動又は停止することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態が第2の実施形態と異なる点は、マネジメントECU319の内燃機関作動制御部355の動作である。この点以外は第2の実施形態と同様であり、第2実施形態と同一又は同等部分に関する説明は簡略化又は省略する。
第3の実施形態が第2の実施形態と異なる点は、マネジメントECU319の内燃機関作動制御部355の動作である。この点以外は第2の実施形態と同様であり、第2実施形態と同一又は同等部分に関する説明は簡略化又は省略する。
図9は、第3の実施形態の車両がEV走行時のマネジメントECU319の動作を示すフローチャートである。図9において、図8に示した第2の実施形態でのステップと共通するステップには同一符号が付され、当該ステップに関する説明は簡略化又は省略する。図9に示すように、ステップS201の判断で「マウント変位量≦しきい値Mth+」の状態のまま所定期間が経過した際にはステップS301に進む。ステップS301では、マネジメントECU319の内燃機関作動制御部355が、このときの車速VP及びAP開度に基づき算出した要求出力が所定値Pth以上であるか否かを判断し、「要求出力≧所定値Pth」であればステップS105に進み、「要求出力<所定値Pth」であればステップS103に戻る。
マネジメントECU319の内燃機関作動制御部355による上記制御は、第2の実施形態で説明した内燃機関109の停止タイミングの制御についても適用可能である。すなわち、内燃機関作動制御部355は、車両がシリーズ走行時にAPU作動要求フラグが下りても、マウント変位量がしきい値以下となり、この状態のまま所定期間が経過した際に要求出力が所定値Pth以上であれば、ENG停止実行フラグを立てる。
このように、本実施形態では、要求出力が所定値以上である、すなわち、車両の駆動エネルギーが大きくNVレベルが大きいときに内燃機関109を始動又は停止するため、NV性能の低下を抑制することができる。
しきい値Pthは、車速VPが大きいほどを高い値であっても良い。同様に、しきい値Pthは、勾配が大きいほど高い値であっても良い。
なお、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
上記実施形態のマネジメントECU119,219,319は、車両におけるエネルギー消費状態が高いと判断した場合又は車両におけるエネルギー維持の優先度が高いと判断した場合、APU作動要求フラグが立つとすぐにENG始動実行フラグを立てても良い。なお、エネルギー消費状態は、車速VP、電動機107による消費出力及び蓄電器101のSOC等から導出される。
また、上記実施形態では、シリーズ方式のHEVを例について説明したが、図10に示すシリーズ/パラレル方式のHEVにも適用可能である。
本出願は、2013年3月26日出願の日本特許出願(特願2013-064964)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
101 蓄電器(BATT)
103 コンバータ(CONV)
105 第1インバータ(第1INV)
107 電動機(Mot)
109 内燃機関(ENG)
111 発電機(GEN)
113 第2インバータ(第2INV)
115 ギアボックス
117 車速センサ
119,219,319 マネジメントECU(MG ECU)
121 APU
123 駆動軸
125 エンジンマウント
127 車体
151 APU作動判断部
153 マウント変位量導出部
155,255,355 内燃機関作動制御部
103 コンバータ(CONV)
105 第1インバータ(第1INV)
107 電動機(Mot)
109 内燃機関(ENG)
111 発電機(GEN)
113 第2インバータ(第2INV)
115 ギアボックス
117 車速センサ
119,219,319 マネジメントECU(MG ECU)
121 APU
123 駆動軸
125 エンジンマウント
127 車体
151 APU作動判断部
153 マウント変位量導出部
155,255,355 内燃機関作動制御部
Claims (10)
- ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器と、
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部と、
前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体に連結するための、防振機能を有するマウント部と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御装置であって、
前記発電部の作動の要否を判断する発電部作動判断部と、
前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出するマウント変位量導出部と、
前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量導出部によって導出された前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の始動を禁止する内燃機関制御部と、を備え、
前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の始動を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。 - ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器と、
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部と、
前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体に連結するための、防振機能を有するマウント部と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御装置であって、
前記発電部の作動の要否を判断する発電部作動判断部と、
前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出するマウント変位量導出部と、
前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量導出部によって導出された前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の停止を禁止する内燃機関制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下であれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項3に記載の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過すれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項4に記載の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関制御部は、前記発電部の作動が不要と前記発電部作動判断部が判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の停止を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項1又は5に記載の内燃機関制御装置であって、
前記所定値は、前記ハイブリッド車両の走行速度が大きいほど高いことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項1又は5に記載の内燃機関制御装置であって、
前記所定値は、前記ハイブリッド車両が走行する路面の勾配が大きいほど高いことを特徴とする内燃機関制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置であって、
前記内燃機関制御部は、前記ハイブリッド車両におけるエネルギー消費状態が高いとき、前記発電部の作動が必要と前記発電部作動判断部が判断した場合には前記マウント変位量によらず前記内燃機関の始動を許可することを特徴とする内燃機関制御装置。 - ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器と、
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部と、
前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体に連結するための、防振機能を有するマウント部と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御方法であって、
前記発電部の作動の要否を判断し、
前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出し、
前記発電部の作動が必要と判断した場合、前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の始動を禁止し、
前記発電部の作動が必要と判断した場合、前記マウント変位量が前記しきい値以下の状態のまま所定期間が経過した際の、前記ハイブリッド車両の運転者の操作に応じた要求出力が所定値以上であれば、前記内燃機関の始動を許可することを特徴とする内燃機関制御方法。 - ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する充電可能な蓄電器と、
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有し、発電した電力を前記電動機又は前記蓄電器に供給する発電部と、
前記蓄電器及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機と、
前記内燃機関を前記ハイブリッド車両の車体に連結するための、防振機能を有するマウント部と、を備えた前記ハイブリッド車両における内燃機関制御方法であって、
前記発電部の作動の要否を判断し、
前記マウント部の伸縮長を示すマウント変位量を導出し、
前記発電部の作動が不要と判断した場合、前記マウント変位量がしきい値を超えていれば、前記内燃機関の停止を禁止することを特徴とする内燃機関制御方法。
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